第节土壤热量状况
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在中纬度地区，南坡坡地每增加一度，约相当于纬度南移100 公里所产生的影响。
同样，在中纬度地区，南坡比北坡接受的辐射能多，土温也 比北坡高。坡度越陡，坡向的温差越大。
（2）地面的反射率
太阳的入射角越大，反射率越低，反之越大。土壤的颜色、 粗糙程度、含水状况，植被及其他覆盖物等都影响反射率。
.
（3）地面有效辐射 影响地面有效辐射的因子有：
请注意矿物质、有机质、水的两种热容量值。
.
土壤组成物质
粗石英砂 高岭石 石灰
Fe2O3 Al2O3 腐殖质 土壤空气 土壤水分
不同土壤组分的热容量
6－3 土壤不同组分的热容量
重量热容量
（ Jg-1c-1）
0.745 0.975 0.895 0.682 0.908 1.996 1.004 4.184
11.土壤发育程度愈深，受母质的影响也愈深。 12.粘土的特点是发小苗不发老苗。
.
13.砂土耕性好、施肥见效快，早春土温易上升，有“热性土”之称。 14.C/N比愈大的有机残体，愈容易被微生物分解。
15.土壤矿物质的化学组成，几乎包含了地球上所有的化学元素，但缺乏植物 所必需的氮素。
16.凡影响微生物活动的因素，均影响土壤有机质的转化。
.
1.存在于矿质土粒中的养分，能被植物直接吸收利用。 2.地质大循环是植物营养元素集中积累的过程，而生物小循环是植物营养元 素淋溶损失的过程。 3.土壤肥力是土壤的本质特征。 4.生物的出现标志着土壤形成过程的开始。 5.板岩、砂岩、石灰岩、页岩都属于沉积岩。 6.石英、长石、高岭石、云母均属于原生矿物。 7.存在于复杂矿物土粒中的养分，主要靠水解作用得到释放。 8.土体中粘粒矿物的Saf值低，说明土体淋溶弱，风化度低。 9.富铝化过程是红壤和黄壤形成的主要过程。 10.由于根系主要分布在耕层，所以一个土壤土质的好坏，只决定于耕作层。
方法来提高土温。
.
.
.
三、土壤温度（Soil temperature)
（一）土壤温度的季节或月变化
.
.
（二）土壤温度的日变化
.
.
（三）地形地貌和土壤性质对土温的影响
1、海拔高度对土壤温度的影响
在山区随着海拔高度的增加，土温还是比平地的土温低。
2、坡向与坡度对土壤温度的影响
①坡地接受的太阳辐射因坡向和坡度而不同； ②不同的坡向和坡度上，土壤蒸发强度不一样，土壤 水和植物覆盖度有差异，土温高低及变幅也就迥然不同。南 坡的土壤温度和水分状况可以促进早发、早熟。
子，则胶体带正电荷。 31.一价阳离子由于只带一个正电荷，故不能把胶体上吸附的二价或
三价阳离子代换下来。 32.土壤活性酸的主要来源是Al3+，而不是H+离子。 33.土壤总孔隙度愈高，通气性愈好。 34.砂土适耕期比壤土和粘土都长，是因为砂土含水量少。 35.有甲乙两种土壤，土壤胶体上K+的饱和度均为20%，甲土的pH值
.
容积热容量
(Jcm-3c-1)
2.163 2.410 2.435
－ － 2.515 1.255× 10-3 4.184
要注意C和CV之间的换算，
CV=р·C 来表示是不正确的，р表示土壤容重， 应用下式表示
C=CsMs + CwMw + CaMa
(3)
式中Cs, Cw, Ca分别表示土壤固相、液相和气相的质量热 容量；Ms, Mw, Ma分别表示单位质量土壤中固相、液相和气 相所占的质量(比例）。 如果用容积热容量表示
23.阳离子交换量的大小顺序是高岭石＞伊利石＞蒙脱石
24.同价阳离子，离子半径越大，水化半径越小，交换能力越弱。
.
25.土壤水分含量越高，土壤热容量越大，土温变幅也越大。 26.互补离子与胶粒结合得愈牢固，则与之共存的离子的有效性愈低。 27.一般来说，土壤阳离子交换量随pH值的升高而增大。 28.含蒙脱石类矿物多的土壤，保肥能力较强，胀缩性大。 29.土壤磷的有效性受pH值的影响很大，酸性条件下磷的有效性高。 30.粘粒矿物发生同晶置换作用时，如果以低价阳离子替代高价阳离
3、土壤的组成和性质对土壤温度的影响
土壤颜色深的，吸收的辐射热量多，红色、黄色的次 之，浅色的土壤吸收的辐射热量小而反射率较高。在极端情 况下，土壤颜色的差异可以使不同土壤在同一时间的土表温 度相差2－4℃，园艺栽培中或农作物的苗床中，有的在表面 覆盖一层炉碴、草木灰或土杂肥等深色物质以提高土温。
.
17.土粒愈细，含SiO2愈多，含其他氧化物则愈少。
18.同晶置换作用主要发生在1:1型粘粒矿物中，而2:1型粘粒矿物则较少发生。
19.旱地土壤以上砂下粘的质地层次排列对生产最有利。
20. 胡敏酸（褐腐酸）既能溶于碱，又能溶于酸。
21.离子的饱和度愈低，被交换解吸的机会愈多，有效性愈高。
22.蒙脱石、伊利石等2:1型粘粒矿物表面所带的负电荷主要有同晶置换作用产 生。
＝Q /AT或 Qd (t1t2)/d AT (t1t2) .
当土壤干燥缺水时，土粒间的土壤孔隙 被空气占领，导热率就小。当土壤湿润时， 土粒间的孔隙被水分占领，导热率增大。
.
表 6-4 土壤不同组成分的导热率（焦耳/厘米·秒·度）
土壤组成分 石英 湿砂粒 干砂粒 泥炭 腐殖质 土壤水
土壤空气
导热率 4.427×10-2 1.674×10-2 1.674×10-3 6.276×10-4 1.255×10-2 5.021×10-3 2.092×10-4
.
2、生物热
据估算，含有机质4％的土壤，每英亩耕层有机质的 潜能为6.28×109～6.99×109KJ，相当于20～50吨 无烟煤的热量（1亩=0.1644英亩）。
3、地球内热
.
（二）土壤表面的辐射平衡及影响因素 1、地面辐射平衡
a
H
I
E
.
2、影响地面辐射平衡的因素
（1）太阳的辐射强度
日照角越大 ，坡度越大，地面接受的太阳辐射越多。
.
（三）土壤热量的平衡
土壤热量收支平衡可用下式表示： S = Q P LE + R
S—为土壤在单位时间内实际获得或失掉的热量； Q —为辐射平衡； P —为土壤与大气层之间的湍流交换量； LE —为水分蒸发、蒸腾或水汽凝结而造成的热量损 失或增加; R —为土面与土壤下层之间的热交换量。
.
二、土壤热性质
第四节 土壤热性质
.
一、土壤热量平衡 （一）土壤热量的来源
1、太阳的辐射能
垂直于太阳光下一平方厘米的黑体表面在一分钟内吸收的 辐射能常数，称作太阳常数，一般为1.9J/cm2.min。
99％的太阳能包含在0.22-4.0微米的波长内，这一范围 的波长通常称为短波辐射。 当太阳辐射通过大气层时，其热量一部分被大气吸收散射， 一部分被云层和地面反射，土壤吸收其中一小部分。
.
（三）土壤热扩散率
土壤热扩散率 是指在标准状况下，在土层垂
直方向上每厘米距离内，1℃的温度梯度下，每秒 流入1cm2土壤断面面积的热量，使单位体积（1cm3） 土壤所发生的温度变化。其大小等于土壤导热率/ 容积热容量之比值。
D (厘米 2/秒 )
Cv
上式中:为土壤导热率， Cv为土壤容积热容量。
①云雾、水汽和风：云雾、水汽能强烈吸收和反 射地面发出的长波辐射，使大气逆辐射增大，因而 使地面有效辐射减少；
②海拔高度：空气密度、水汽、尘埃随海拔高度 增加而减少，大气逆辐射相应减少，有效辐射增大；
③地ห้องสมุดไป่ตู้特征：起伏、粗糙的地表比平滑表面辐射 面大，有效辐射也大；
④地面覆盖：导热性差的物体如秸杆、草皮、残 枝落叶等覆盖地面时，可减少地面的有效辐射。
四、调节土壤温度的措施
（一）合理选择土宜和播种时间 （二）耕作与施肥 （三）灌溉与排水 （四）遮阴或覆盖 （五）应用增温保墒剂
.
土壤水、气、热的相互关系及其调节 在土壤水、气、热三因子中,水是主导因子。水 多,则气少,土壤不易升温,温差小；水少,则气多,土 壤易升温,温差大。
所谓肥沃的土壤，不仅表现在水、气、热的绝对数 量上，更重要的是决定于它们在这些错综复杂的变化 中所表现出来的协调性，这种协调性是土壤肥力发展 的标志，也是培肥土壤的先决条件。
空气的热容量很小，可忽容不计，故土壤热容量可简化 为：
Cv = 1.9Vm + 2.5Vo + 4.2Vw (Jcm-3 C-1)
.
对于一定土壤而言，其固相物质变化 很小，而其含水量则变化很大，故水 分对土壤热容量影响最大。砂土含水 量一般比粘土小，而空气含量较高， 所以其热容量一般较低，吸收相同的 热量，土温易升高，常称为“热性 土”；而粘土则相反，常称为“冷性 土”。
.
（二）土壤导热率 导热性:
土壤具有将所吸热量传导到邻近土层的性质，称 为导热性。导热性大小用导热率表示。
导热率:heat conductivity,thermal conductivity
在单位厚度（1厘米）土层，温差为1℃时，每秒 钟经单位断面（1厘米2）通过的热量焦耳数（）。 其单位是J.cm-2.s-1.℃-1。
（一）土壤热容量(soil heat capacity,soil thermal
capacity) 土壤热容量是指单位质量（重量）或单位容积的土壤每升
高（或降低）1℃所需要（或放出的）热量。 C代表质量（重量）热容量(mass heat capacity)，单位是J·g-1℃-1。 Cv代表容积热容量(volume heat capacity) ，单位是J·cm-3℃-1。
Cv=CvsVs + CvwVw + CvaVa
(4)
式中Vs, Vw, Va分别表示单位容积土壤中固相、液相和气 相所占的比例，Cvs, Cvw, Cva分别表示土壤中固相、液相和气 相的容积热容量（比例）。
.
土壤的容积热容量（Cv）可用下式表示： Cv = mCv·Vm + oCv·Vo ＋ wCv·Vw+aCv·Va
为5.0，乙土的pH值为7.0，甲土壤K+的有效性高于乙土壤。
.
36.同一土壤，疏松状态下比紧实时容重大。 37.土壤孔隙性由土壤结构性决定。 38.有机质含量高，结构好的土壤容重大。 39.砂质土孔隙度高，容重小。 40.干燥土壤的导热率随紧实度的增加而增大。 41.土壤三相组成物质中导热率最小的是空气。 42.岩浆岩的共同特征是有层次，但无化石，也不含有机沉淀物。 43.凡影响微生物活动的因素，均影响土壤有机质的转化。 44.一般情况下，砂土导热率较粘土大，故昼夜温差大。 45.我国早春育秧时，在气温不高的晴天，通常采用“日排夜灌”的
同样，在中纬度地区，南坡比北坡接受的辐射能多，土温也 比北坡高。坡度越陡，坡向的温差越大。
（2）地面的反射率
太阳的入射角越大，反射率越低，反之越大。土壤的颜色、 粗糙程度、含水状况，植被及其他覆盖物等都影响反射率。
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（3）地面有效辐射 影响地面有效辐射的因子有：
请注意矿物质、有机质、水的两种热容量值。
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土壤组成物质
粗石英砂 高岭石 石灰
Fe2O3 Al2O3 腐殖质 土壤空气 土壤水分
不同土壤组分的热容量
6－3 土壤不同组分的热容量
重量热容量
（ Jg-1c-1）
0.745 0.975 0.895 0.682 0.908 1.996 1.004 4.184
11.土壤发育程度愈深，受母质的影响也愈深。 12.粘土的特点是发小苗不发老苗。
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13.砂土耕性好、施肥见效快，早春土温易上升，有“热性土”之称。 14.C/N比愈大的有机残体，愈容易被微生物分解。
15.土壤矿物质的化学组成，几乎包含了地球上所有的化学元素，但缺乏植物 所必需的氮素。
16.凡影响微生物活动的因素，均影响土壤有机质的转化。
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1.存在于矿质土粒中的养分，能被植物直接吸收利用。 2.地质大循环是植物营养元素集中积累的过程，而生物小循环是植物营养元 素淋溶损失的过程。 3.土壤肥力是土壤的本质特征。 4.生物的出现标志着土壤形成过程的开始。 5.板岩、砂岩、石灰岩、页岩都属于沉积岩。 6.石英、长石、高岭石、云母均属于原生矿物。 7.存在于复杂矿物土粒中的养分，主要靠水解作用得到释放。 8.土体中粘粒矿物的Saf值低，说明土体淋溶弱，风化度低。 9.富铝化过程是红壤和黄壤形成的主要过程。 10.由于根系主要分布在耕层，所以一个土壤土质的好坏，只决定于耕作层。
方法来提高土温。
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三、土壤温度（Soil temperature)
（一）土壤温度的季节或月变化
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（二）土壤温度的日变化
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（三）地形地貌和土壤性质对土温的影响
1、海拔高度对土壤温度的影响
在山区随着海拔高度的增加，土温还是比平地的土温低。
2、坡向与坡度对土壤温度的影响
①坡地接受的太阳辐射因坡向和坡度而不同； ②不同的坡向和坡度上，土壤蒸发强度不一样，土壤 水和植物覆盖度有差异，土温高低及变幅也就迥然不同。南 坡的土壤温度和水分状况可以促进早发、早熟。
子，则胶体带正电荷。 31.一价阳离子由于只带一个正电荷，故不能把胶体上吸附的二价或
三价阳离子代换下来。 32.土壤活性酸的主要来源是Al3+，而不是H+离子。 33.土壤总孔隙度愈高，通气性愈好。 34.砂土适耕期比壤土和粘土都长，是因为砂土含水量少。 35.有甲乙两种土壤，土壤胶体上K+的饱和度均为20%，甲土的pH值
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容积热容量
(Jcm-3c-1)
2.163 2.410 2.435
－ － 2.515 1.255× 10-3 4.184
要注意C和CV之间的换算，
CV=р·C 来表示是不正确的，р表示土壤容重， 应用下式表示
C=CsMs + CwMw + CaMa
(3)
式中Cs, Cw, Ca分别表示土壤固相、液相和气相的质量热 容量；Ms, Mw, Ma分别表示单位质量土壤中固相、液相和气 相所占的质量(比例）。 如果用容积热容量表示
23.阳离子交换量的大小顺序是高岭石＞伊利石＞蒙脱石
24.同价阳离子，离子半径越大，水化半径越小，交换能力越弱。
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25.土壤水分含量越高，土壤热容量越大，土温变幅也越大。 26.互补离子与胶粒结合得愈牢固，则与之共存的离子的有效性愈低。 27.一般来说，土壤阳离子交换量随pH值的升高而增大。 28.含蒙脱石类矿物多的土壤，保肥能力较强，胀缩性大。 29.土壤磷的有效性受pH值的影响很大，酸性条件下磷的有效性高。 30.粘粒矿物发生同晶置换作用时，如果以低价阳离子替代高价阳离
3、土壤的组成和性质对土壤温度的影响
土壤颜色深的，吸收的辐射热量多，红色、黄色的次 之，浅色的土壤吸收的辐射热量小而反射率较高。在极端情 况下，土壤颜色的差异可以使不同土壤在同一时间的土表温 度相差2－4℃，园艺栽培中或农作物的苗床中，有的在表面 覆盖一层炉碴、草木灰或土杂肥等深色物质以提高土温。
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17.土粒愈细，含SiO2愈多，含其他氧化物则愈少。
18.同晶置换作用主要发生在1:1型粘粒矿物中，而2:1型粘粒矿物则较少发生。
19.旱地土壤以上砂下粘的质地层次排列对生产最有利。
20. 胡敏酸（褐腐酸）既能溶于碱，又能溶于酸。
21.离子的饱和度愈低，被交换解吸的机会愈多，有效性愈高。
22.蒙脱石、伊利石等2:1型粘粒矿物表面所带的负电荷主要有同晶置换作用产 生。
＝Q /AT或 Qd (t1t2)/d AT (t1t2) .
当土壤干燥缺水时，土粒间的土壤孔隙 被空气占领，导热率就小。当土壤湿润时， 土粒间的孔隙被水分占领，导热率增大。
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表 6-4 土壤不同组成分的导热率（焦耳/厘米·秒·度）
土壤组成分 石英 湿砂粒 干砂粒 泥炭 腐殖质 土壤水
土壤空气
导热率 4.427×10-2 1.674×10-2 1.674×10-3 6.276×10-4 1.255×10-2 5.021×10-3 2.092×10-4
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2、生物热
据估算，含有机质4％的土壤，每英亩耕层有机质的 潜能为6.28×109～6.99×109KJ，相当于20～50吨 无烟煤的热量（1亩=0.1644英亩）。
3、地球内热
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（二）土壤表面的辐射平衡及影响因素 1、地面辐射平衡
a
H
I
E
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2、影响地面辐射平衡的因素
（1）太阳的辐射强度
日照角越大 ，坡度越大，地面接受的太阳辐射越多。
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（三）土壤热量的平衡
土壤热量收支平衡可用下式表示： S = Q P LE + R
S—为土壤在单位时间内实际获得或失掉的热量； Q —为辐射平衡； P —为土壤与大气层之间的湍流交换量； LE —为水分蒸发、蒸腾或水汽凝结而造成的热量损 失或增加; R —为土面与土壤下层之间的热交换量。
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二、土壤热性质
第四节 土壤热性质
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一、土壤热量平衡 （一）土壤热量的来源
1、太阳的辐射能
垂直于太阳光下一平方厘米的黑体表面在一分钟内吸收的 辐射能常数，称作太阳常数，一般为1.9J/cm2.min。
99％的太阳能包含在0.22-4.0微米的波长内，这一范围 的波长通常称为短波辐射。 当太阳辐射通过大气层时，其热量一部分被大气吸收散射， 一部分被云层和地面反射，土壤吸收其中一小部分。
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（三）土壤热扩散率
土壤热扩散率 是指在标准状况下，在土层垂
直方向上每厘米距离内，1℃的温度梯度下，每秒 流入1cm2土壤断面面积的热量，使单位体积（1cm3） 土壤所发生的温度变化。其大小等于土壤导热率/ 容积热容量之比值。
D (厘米 2/秒 )
Cv
上式中:为土壤导热率， Cv为土壤容积热容量。
①云雾、水汽和风：云雾、水汽能强烈吸收和反 射地面发出的长波辐射，使大气逆辐射增大，因而 使地面有效辐射减少；
②海拔高度：空气密度、水汽、尘埃随海拔高度 增加而减少，大气逆辐射相应减少，有效辐射增大；
③地ห้องสมุดไป่ตู้特征：起伏、粗糙的地表比平滑表面辐射 面大，有效辐射也大；
④地面覆盖：导热性差的物体如秸杆、草皮、残 枝落叶等覆盖地面时，可减少地面的有效辐射。
四、调节土壤温度的措施
（一）合理选择土宜和播种时间 （二）耕作与施肥 （三）灌溉与排水 （四）遮阴或覆盖 （五）应用增温保墒剂
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土壤水、气、热的相互关系及其调节 在土壤水、气、热三因子中,水是主导因子。水 多,则气少,土壤不易升温,温差小；水少,则气多,土 壤易升温,温差大。
所谓肥沃的土壤，不仅表现在水、气、热的绝对数 量上，更重要的是决定于它们在这些错综复杂的变化 中所表现出来的协调性，这种协调性是土壤肥力发展 的标志，也是培肥土壤的先决条件。
空气的热容量很小，可忽容不计，故土壤热容量可简化 为：
Cv = 1.9Vm + 2.5Vo + 4.2Vw (Jcm-3 C-1)
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对于一定土壤而言，其固相物质变化 很小，而其含水量则变化很大，故水 分对土壤热容量影响最大。砂土含水 量一般比粘土小，而空气含量较高， 所以其热容量一般较低，吸收相同的 热量，土温易升高，常称为“热性 土”；而粘土则相反，常称为“冷性 土”。
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（二）土壤导热率 导热性:
土壤具有将所吸热量传导到邻近土层的性质，称 为导热性。导热性大小用导热率表示。
导热率:heat conductivity,thermal conductivity
在单位厚度（1厘米）土层，温差为1℃时，每秒 钟经单位断面（1厘米2）通过的热量焦耳数（）。 其单位是J.cm-2.s-1.℃-1。
（一）土壤热容量(soil heat capacity,soil thermal
capacity) 土壤热容量是指单位质量（重量）或单位容积的土壤每升
高（或降低）1℃所需要（或放出的）热量。 C代表质量（重量）热容量(mass heat capacity)，单位是J·g-1℃-1。 Cv代表容积热容量(volume heat capacity) ，单位是J·cm-3℃-1。
Cv=CvsVs + CvwVw + CvaVa
(4)
式中Vs, Vw, Va分别表示单位容积土壤中固相、液相和气 相所占的比例，Cvs, Cvw, Cva分别表示土壤中固相、液相和气 相的容积热容量（比例）。
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土壤的容积热容量（Cv）可用下式表示： Cv = mCv·Vm + oCv·Vo ＋ wCv·Vw+aCv·Va
为5.0，乙土的pH值为7.0，甲土壤K+的有效性高于乙土壤。
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36.同一土壤，疏松状态下比紧实时容重大。 37.土壤孔隙性由土壤结构性决定。 38.有机质含量高，结构好的土壤容重大。 39.砂质土孔隙度高，容重小。 40.干燥土壤的导热率随紧实度的增加而增大。 41.土壤三相组成物质中导热率最小的是空气。 42.岩浆岩的共同特征是有层次，但无化石，也不含有机沉淀物。 43.凡影响微生物活动的因素，均影响土壤有机质的转化。 44.一般情况下，砂土导热率较粘土大，故昼夜温差大。 45.我国早春育秧时，在气温不高的晴天，通常采用“日排夜灌”的